Resistência a Múltiplas Drogas

É de suma importância para o clínico entender o que é a resistência medicamentosa e como ela ocorre, porém, nesta postagem não irei me referir a resistência bacteriana, mas sim, a casos onde a terapêutica é anulada por processos fisiológicos do próprio organismo. Mecanismos celulares que nos protegem de várias toxinas e excessos de substâncias são, também, um grande obstáculo para os farmacologistas e médicos de todo o mundo no tratamento de diversas doenças.

Huber, CP e colaboradores defendem que um dos maiores obstáculos para o sucesso da quimioterapia, por exemplo, é o aparecimento da resistência aos fármacos utilizados na terapêutica de certos tipos de neoplasias. As células tumorais ao desenvolverem este quadro podem expor a vida do paciente a um grave risco.

Ainda segundo os autores do artigo supracitado, são reconhecidos dois tipos de resistência medicamentosa: a intrínseca, quando não há resposta mesmo no primeiro ciclo de tratamento, e a adquirida, quando surge no segundo ciclo (pós-terapia).

“A resistência a múltiplas drogas (MDR) é um caso de resistência adquirida, observada em células tumorais, in vivo e in vitro, que consiste na ausência de resposta aos quimioterápicos, tanto aquele que foi utilizado inicialmente, quanto a outros empregados como alternativa.”

Geraldo Barroso Cavalcanti Junior e colaboradores descrevem a expressão Multiple Drug Resistence (MDR) como o termo utilizado para definir um fenômeno caracterizado quando as células tumorais apresentarem uma resistência simultânea a diferentes agentes quimioterápicos. Muitas vezes estes agentes não possuem relação estrutural de semelhança ou funcional e mesmo assim a resistência ainda é observada. Podemos considerar este fenômeno como sendo uma das maiores falhas do tratamento contra o câncer.

O fenômeno MDR está relacionado a vários fatores, o que torna o assunto um tanto complicado para os especialistas, devido a enorme gama de possibilidades que desencadeiam o mesmo. Os principais fatores mencionados na literatura são a extrusão (expulsão da droga após ela ter penetrado a membrana plasmática por bombas de efluxo), captação reduzida ou sequestro da droga, alteração nas enzimas-alvo, alteração do metabolismo da droga, aumento na reparação do DNA ou ainda a falha dos mecanismos regulatórios de morte celular programada (apoptose). De todos esses mecanismos que o fármaco pode ser submetido a principal forma observada de resistência é pelas bombas de efluxo. Existem no mínimo três bombas que transportam avidamente os agentes quimioterápicos, dentre outras drogas, para fora da célula.

Goodman & Gilman, em sua décima segunda edição, afirmam que existem duas principais superfamílias de transportadores em termos de fármacos: a família dos SLC (Solute Carrier) e dos ABC (ATP-Binding Cassette). A superfamília SLC não necessita da hidrólise do ATP para transportar seus substratos, já a superfamília ABC, em sua grande maioría, sim. Existem 49 genes para as proteínas ABC e que podem ser divididos em sete “subfamílias”. Estas subfamílias são denominadas por letras (de A – G), sendo escritas dessa forma: ABCA, ABCB, ABCC, ABCD, ABCE, ABCF, ABCG. Dentre os transportadores mais conhecidos da superfamília ABC a Glicoproteína – P, codificada pelo gene ABCB1 (ou MDR1), merece uma atenção maior.

A superfamília dos transportadores de soluto (SLC) possui 48 famílias com aproximadamente 300 transportadores distintos no genoma humano. Muitos servem de alvos de fármacos e substâncias endógenas, porém os mais amplamente reconhecidos incluem os transportadores de serotonina (5-HT) e de dopamina (SERT).

A glicoproteína – P (P-gp), [do inglês P significa “permeabilidade”], é uma proteína pertencente a superfamília ABC (ATP-Binding Cassette), sendo caracterizada como um transportador que necessita da hidrólise do ATP para exercer sua função. Cavalcanti Junior afirma em seu estudo que a P-gp trata-se de uma proteína da membrana plasmática de 170 kDa, codificada pelo gene MDR1 situado no locus 7q211 do cromossomo 7 humano.

O grande problema que a P-gp traz é a resistência a fármacos antineoplásicos que, na prática terapêutica, dificulta o tratamento do paciente. Porém existem outras proteínas que causam sérios problemas neste tipo de tratamento, como por exemplo, a proteína de resistência do câncer de mama assim como as proteínas que possuem resistência a múltiplos fármacos (também da superfamília ABC) as MRP’s. Segundo Goodman e GIlman a expressão exagerada de proteínas tipo 4 de resistência a múltiplos fármacos (MRP4) é a responsável pelo desenvolvimento de resistência a análogos nucleotídeos antivirais. O MDR1 (Codifica a P-gp), o MDR2 e o MRP4 estão localizados na membrana em forma de escova do epitélio renal, o MDR1, MRP2 e a BCRP na membrana canalicular biliar dos hepatócitos e o MRP3 e o MRP4 na membrana sinusoidal dos hepatócitos. Vale ressaltar que estes são apenas alguns exemplos de onde esses transportadores estão localizados, pois os mesmos estão espalhados por várias outras células.

Goodman e Gilman afirmam que existem também aqueles fármacos que são indutores e inibidores do MDR1. Tais fármacos merecem uma atenção clínica especial, pois vários são prescritos em conjunto com substratos perigosos da P-gp, como a Digoxina.  Um dos estudos de maior relevância sobre o tema, na minha opinião, foi o comparativo da concentração da digoxina plasmática (usada como sonda farmacológica), frente a co-administração de fármacos indutores e inibidores. A Rifampicina (um antibiótico macrocíclico semissintético derivado da rifamicina B), é um indutor importante do MDR1, logo, quando usado juntamente com a digoxina aumenta a sua disponibilidade sistêmica.  Vale ressaltar que >70% da digoxina é excretada pelo rim, logo o uso de inibidores, como a claritromicina e a epirinolactona faz com que excreção renal da digoxina seja reduzida. Outros exemplos de fármacos inibidores são o verapamil e ritonavir.

Essa gama de proteínas e genes são apenas alguns exemplos de agentes que causam a resistência a múltiplos fármacos, várias outras proteínas estão envolvidas. Para um estudo mais aprofundado sobre o tema eu recomendo o capítulo cinco da décima segunda edição de Goodman e Gilman, está bem completo e repleto de detalhes.

Referências Bibliográficas


Goodman SL, Gilman GA. As Bases Farmacológicas da Terapêutica. 12. ed. Porto Alegre – RS: AMGH; 2012.


Rang HP, Dale MM. Farmacologia. 7. ed. Rio de Janeiro: Elsevier; 2011.


Molecular physiology of renal organic anion transporters Takashi Sekine , Hiroki Miyazaki , Hitoshi Endou American Journal of Physiology – Renal Physiology Feb 2006, 290 (2)F251-F261; DOI: 10.1152/ajprenal.00439.2004


HUBER, Paula C.; MARUIAMA, Cintia H.  and  ALMEIDA, Wanda P..Glicoproteína-P, resistência a múltiplas drogas (MDR) e relação estrutura-atividade de moduladores. Quím. Nova [online]. 2010, vol.33, n.10, pp. 2148-2154. ISSN 0100-4042.  http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422010001000027.


CAVALCANTI JÚNIOR, Geraldo Barroso et al. Coexpressão da proteina p53 e proteínas relacionadas resistência a multiplas drogas em diferentes tipos de leucemias: associação predominante nos estágios avançados da doença. Rbac – Revista Brasileira de Análises Clínicas, Rio de Janeiro, v. 41, n. 2, p.109-118, 07 set. 2009. Disponível em: <http://sbac.org.br/rbac/015/222.pdf>.


Excreção

Chegamos ao final da farmacocinética. Espero que minhas postagens tenham ajudado você a entender melhor certos assuntos sobre o tema. A postagem de hoje vai abordar a excreção de fármacos focando o sistema renal. Vale ressaltar que para um melhor entendimento deste tópico é interessante o conhecimento prévio da fisiologia renal e hepática. Recomendo o estudo pela última edição publicada do autor Guyton.

O rim é o principal órgão responsável pela eliminação de fármacos e substâncias do nosso corpo. Existem três processos basais que definem este processo: a filtração glomerular, secreção tubular ativa e reabsorção tubular passiva. Em um recém-nascido, o rim inicia sua função de forma tímida e amadurece rapidamente nos primeiros meses/anos, ao passo que após determinada idade ele perde cerca 1% de sua funcionalidade anualmente. Partindo disso, fica claro que um paciente idoso pode ter níveis sérios de comprometimento renal, o que explica a atenção maior que devemos ter frente a este tipo de paciente.

Segundo a tradução da sétima edição dos autores Rang & Dale, as células hepáticas transportam várias substâncias e fármacos do plasma para a bile, utilizando mecanismos de transporte similares aos encontrados no túbulo renal, como os OCT (transportadores de cátions), OAT (transportadores de ânions) e a glicoproteína-P.

Vários conjugados de fármacos e outras substâncias hidrofílicas são concentrados na bile. Fármacos conjugados com o glicuronídeo, por exemplo, ao chegar na luz intestinal, oriundos da vesícula biliar,  sofrem hidrólise liberando o fármaco ativo na sua forma original, sem o conjugado. Tal fármaco é reabsorvido pelo intestino, dando recomeço ao ciclo conhecido como êntero-hepático. Vários medicamentos, como alguns anticoncepcionais e a morfina, utilizam este ciclo em seus parâmetros farmacocinéticos, pois o ciclo cria uma espécie de “reservatório circulante” podendo representar até 20% do total do fármaco presente no organismo.

Na intoxicação por mercúrio, por exemplo, é administrado uma enzima por via oral que tem como objetivo se ligar ao dimetilmercúrio excretado na bile impedindo que ele seja reabsorvido a nível intestinal, reduzindo assim sua toxicidade e permanência no organismo. Outro fármaco de importância clínica neste tópico é a ezetimiba, representante de uma nova classe de fármacos responsáveis pela diminuição do colesterol. Aparentemente possui como mecanismo de ação a interação com o sistema de transporte dos esteróis, impedindo assim que o colesterol livre seja transportado para o interior das células. O FDA possui um revisão sobre um medicamento a base deste fármaco, caso você tenha curiosidade sobre o tema você pode acessar este link e entender um pouco mais sobre esta classe medicamentosa.

Eliminação Renal de Fármacos

Os rins possuem parâmetros de eliminação diferentes dependendo do composto em questão. Quando um fármaco muito lipossolúvel passa pela filtração glomerular ele é reabsorvido a nível do túbulo renal devido a sua característica lipofílica, logo ele atravessa de volta para a corrente sanguínea e continua fazendo seu efeito. Por isso o fígado é um órgão tão importante, pois é graças a ele que vários fármacos lipossolúveis deixam o organismo na forma iônica ou conjugada. Rang faz o seguinte comentário: “Existe muita diferença na velocidade com que os fármacos são eliminados pelos rins, variando desde a penicilina, retirada quase completamente do sangue em uma única passagem pelos rins, até o diazepam, que é depurado de modo extremamente lento”. Por isso é muito importante ter conhecimento das características farmacocinéticas do fármaco assim como estruturais, pois é devido a esses dados, também, que podemos prever o tempo que o fármaco vai passar no nosso organismo além das possibilidades de toxicidade.

 A quantidade de fármaco que chega nos túbulos renais depende da filtração glomerular. O fármaco para ser filtrado necessita estar na sua forma livre, pois a fração ligada a proteína plasmática (albumina, glicoproteína ácida, outras) é muito grande para passar pela “peneira” renal, logo quando esta fração chega no rim ela não é filtrada. Os capilares glomerulares permitem apenas que moléculas de fármacos com peso molecular abaixo de 20.000 Da se difundam para o filtrado glomerular, afirma Rang.

Dado: A albumina possui um peso molecular de aproximadamente 68.000 Da.

No túbulo renal a secreção tubular ativa pode aumentar a quantidade de fármaco na luz do mesmo devido a presença de transportadores como a Glicoproteína – P (codificada pelo gene 1 de resistência a múltiplos fármacos – MDR1, do inglês: Multiple Drug Resistence) e a Proteína tipo 2 associada a multiresistência aos fármacos (MRP2), ambos da família ABC (ATP-Binding Cassette) de transportadores. Localizados na membrana da borda escovada apical, eles são responsáveis pela secreção de ânions e metabólitos conjugados. Já os transportadores carreadores de solutos (Solute Carrier), que são mais seletivos para os fármacos catiônicos orgânicos, estão envolvidos na secreção das bases orgânicas. Segundo Goodman, em sua décima segunda edição, os transportadores de membrana que estão localizados em predominância no túbulo renal distal, também são responsáveis por toda a reabsorção ativa do fármaco oriundo do lúmen tubular de volta para a circulação sistêmica.

Um dado importante: Nos túbulos proximais e distais as formas não ionizadas dos fármacos (bases ou ácidos fracos, via de regra) são reabsorvidos passivamente. Goodman afirma que o gradiente de concentração retrógrada é gerada pela reabsorção de sódio e água dentre outros íons inorgânicos. As células tubulares são menos permeáveis as formas iônicas dos fármacos, logo o pH local é que vai definir a reabsorção passiva dessas substâncias, pois dependendo do valor dele (pH) o fármaco vai encontrar-se na forma ionizada ou não. Em outras palavras, quando a urina tubular estiver com pH ácido os fármacos básicos estarão em sua forma ionizada, logo serão mais facilmente excretados. Da mesma forma irá ocorrer com um fármaco ácido em um pH básico nos túbulos.

 Clinicamente falando, o emprego da prática de alcalinização ou acidificação da urina tubular é muito importante na eliminação de fármacos em casos de intoxicação. Fármacos como os salicilatos, são mais facilmente excretados quando ocorre um aumento do pH tubular. O aumento do pH de 6,8 para 8,0 reduz a fração do fármaco não ionizado de 1% para 0,04%.

 

Referências Bibliográficas:

Goodman SL, Gilman GA. As Bases Farmacológicas da Terapêutica. 12. ed. Porto Alegre – RS: AMGH; 2012.

Goodman SL, Gilman GA. Manual de Farmacologia e Terapêutica. Porto Alegre – RS: AMGH; 2010.

Rang HP, Dale MM. Farmacologia. 7. ed. Rio de Janeiro: Elsevier; 2011.

FDA Access Data: http://www.accessdata.fda.gov/scripts/cder/drugsatfda/


Glicoproteína P – Uma revisão

Para você que não está acompanhando o site semanalmente  o assunto está girando em torno das primeiras fases da farmacocinética, logo se você conheceu o site agora eu recomendo a leitura das duas últimas postagens: Absorção & Distribuição e Metabolismo antes de começar esta.


Um dos maiores problemas em certas farmacoterapias é a instalação de uma resistência frente a medicação prescrita. O gene MDR1, quando expressado em células de mamíferos, é responsável pela codificação da glicoproteína – P (P-GP), que por sua vez, é a responsável pela resistência a uma série de fármacos.

Ela é um transportador do tipo ABC (ATP-binding cassete) e, ao contrário da outra grande família de transportadores os SLC (Solute Carrier), a P-GP necessita de ATP para funcionar, logo trata-se de uma bomba de efluxo.

Paula C. Huber e colaboradores na introdução do artigo intitulado “Glicoproteína – P, resistência a múltiplas drogas (MDR) e relação estrutura – atividade de moduladores” trazem o seguinte parágrafo:

“Um dos maiores obstáculos para o sucesso da quimioterapia no tratamento de alguns tipos de neoplasias é o desenvolvimento, por parte das células tumorais, do fenômeno de resistência aos fármacos utilizados, não havendo resposta ao tratamento em cerca de 90% dos casos de câncer metastático. A resistência à quimioterapia é responsável pelo insucesso no tratamento. São reconhecidos dois tipos de resistência: a intrínseca, quando não há resposta mesmo no primeiro ciclo do tratamento, e a adquirida, quando surge no segundo ciclo (pós-terapia)”

O artigo traz informações sobre como a resistência é instalada, a estrutura e base molecular de interação com substratos, dentre outros fatores importantes.

Um outro artigo publicado na Nature, traz essas informações e algumas tantas outras. Intitulado “P-glycoprotein: from genomics to mechanism“, da autoria de Suresh V Ambudkar, o artigo é um dossiê completo sobre o assunto, abordando temas clínicos e farmacológicos. Mesmo sendo de 2003 o artigo possui uma estrutura bem atual e dinâmica, vale a pena a leitura.

Referências Bibliográficas

  • Goodman SL, Gilman GA. Manual de Farmacologia e Terapêutica. Porto Alegre – RS: AMGH; 2010.
  • Schellack G. Farmacologia – Uma Abordagem Didática. São Paulo: Fundamento; 2008.
  • Rang HP, Dale MM. Farmacologia. 7. ed. Rio de Janeiro: Elsevier; 2011.